СЦЕНАРНО-ПРЕЦЕДЕНТНІ ПІДХОДИ ДО КООРДИНАЦІЇ ГЕТЕРОГЕННИХ АНСАМБЛІВ БЕЗПІЛОТНИХ АПАРАТІВ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.2.2.48Ключові слова:
гетерогенні безпілотні апарати, координація агентів, сценарно-прецедентний підхід, адаптивний алгоритм, машинне навчання, підкріплене навчання, база прецедентів, децентралізоване управління, автономні системи, штучний інтелектАнотація
У статті розглянуто актуальну проблему координації гетерогенних ансамблів безпілотних апаратів (БПА) в умовах високої динамічності та невизначеності. Запропоновано підхід до координації на основі сценарно-прецедентної моделі, що поєднує елементи централізованого, децентралізованого та гібридного управління. Особливу увагу приділено питанню ефективного розподілу завдань між різними типами БПА з урахуванням їхніх унікальних можливостей та обмежень. Метою дослідження є формування гнучкого та адаптивного підходу, здатного забезпечити ефективну взаємодію між агентами з урахуванням їхніх різнорідних характеристик.У межах дослідження передбачається створення бази прецедентів, яка дозволить використовувати накопичений досвід для вибору релевантних сценаріїв виконання місій. Запропоновано адаптивний алгоритм координації, що базується на поєднанні методів машинного навчання (нейронні мережі) та підкріпленого навчання для реалізації динамічної адаптації в реальному часі.Запропонована архітектура також передбачає механізми комунікації та обміну інформацією між окремими БПА для забезпечення узгодженості дій. Окремо досліджується вплив якості та обсягу бази прецедентів на ефективність координації. Алгоритм також враховує можливість виникнення непередбачуваних ситуацій та необхідність оперативного перепланування дій.Заплановане моделювання дозволяє порівняти ефективність розробленого підходу з існуючими методами, зокрема за параметрами швидкості прийняття рішень та стійкості до відмов. У результаті дослідження продемонстровано, що використання сценарно-прецедентного підходу сприяє зниженню часу на прийняття рішень, підвищенню гнучкості системи та її стійкості в умовах змінного середовища. Отримані висновки підтверджують доцільність подальшого розвитку запропонованої моделі, зокрема шляхом розширення бази прецедентів та вдосконалення алгоритмів адаптації.
Посилання
Голембо В. А., Мельніков Р. Г. Організація роботи групи безпілотних літальних апаратів. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». 2018. № 905. С. 56–63. URL: https://ena.lpnu.ua:8443/server/api/core/bitstreams/4c1f9ca3-fc34-4de0-9e49-a735f35ccdc2/content (дата звернення: 06.05.2025).
Smith J., Brown R. Coordination of Heterogeneous UAVs: Challenges and Approaches. Journal of Robotics. 2022. Vol. 9. No.314. P. 45–58.
Берневек І., Головко О., Роса Т., Корнєєв В., Яремко О. Дослідження та алгоритми інтегрованого керування групою безпілотних літальних апаратів. Infocommunication technologies and electronic engineering. 2024. Т. 4. № 2. С. 29–37.
Miller T., Garcia F. Reinforcement Learning for Adaptive UAV Coordination. International Journal of Intelligent Systems. 2023 Vol. 3. No. 235. P. 96–111.
Шерстюк В. Г., Левківський Р. М., Гусєв В. М., Сокол І. В., Доровська І. О. Метод пошуку безпечних траєкторій руху безпілотних апаратів. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2021. № 1. С. 113–125.
Додонов О. В. Концептуальне проєктування автоматизованої системи управління групою безпілотних літальних апаратів із використанням методу категорійного аналізу. Математичні машини і системи: науковий журнал. 2020. № 4. С. 33–48.
Sherstiuk V. G., Zharikova M., Levkivskyi R. M., Husiev V. M., Sokol I. V. Cooperative Collision Avoidance Method for Large Teams of Unmanned Aerial Vehicles. IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology. 2020 P. 832–837.
Бережний О. В. Моделі системи колективної самоорганізації безпілотних літальних апаратів. Системи управління, навігації та зв’язку. 2024. Т. 2. № 76. С. 47–52.
Шерстюк В. Г., Доровська І. В., Левківський Р. М., Гусєв В. М. Оцінка подібності ситуацій в сценарно-прецедентних системах управління: просторові міри. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2020. Т. 1, № 1. С. 162–174.
Шерстюк В. Г., Сокол І. В., Гусєв В. М., Левківський Р. М. Динамічне планування траєкторій руху безпілотних апаратів в процесі виконання складних операцій. Проблеми інформаційних технологій. 2020. № 27. С. 7–22.
Гусєв В. М., Шерстюк В. Г., Левківський Р. М., Сокол І. В. Модель сценарно-прецедентного керування спільним рухом великих гетерогенних ансамблів безпілотних апаратів. Проблеми інформаційних технологій. 2019. № 25. С. 4–17.
Шерстюк В. Г., Левківський Р. М., Гусєв В. М., Сокол І. В. Розподілені моделі синхронізації інформаційних структур ансамблю безпілотних апаратів. Проблеми інформаційних технологій. 2019. № 26. С. 7–20.
Журавська І. М. Мусієнко М. П. Мобільна система керування гетерогенною рухомою мережею безпілотних апаратів. Збірник наукових праць Центрального науково-дослідного інституту озброєння та військової техніки ЗСУ. 2017. № 57. С. 30–40.
Chen, J., Zhang, X., Xin, B. & Fang, H. Coordination Between Unmanned Aerial and Ground Vehicles: A Taxonomy and Optimization Perspective. IEEE Transactions on Cybernetics, Vol. 46. № 4. P. 959–972.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.






